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公路路面排水设计影响要素探析
发布时间:2018-02-12 点击次数:

  [摘 要]公路路面排水是影响公路建设质量的重要因素之一,因此相关部门要注重公路路面排水的设计与维护,保障我国公路建设质量。本文主要对影响公路路面排水的设计因素进行了深入分析,希望能够提升相关单位对公路路面设计的重视,为相关部门提供有价值的参考。
  
  [关键词]公路路面;排水设计;注意问题

  
  引言
  
  公路路面排水是提升我国公路使用周期的重要影响因素之一,为了从根本上延长公路使用寿命,提升路面使用效果,就要保证路面的干燥,防止积水损害路面。伴随我国科学技术水平的不断提高,我国公路建设质量也逐步提升,只有重视公路路面的排水设计,保证路面的的积水可以及时排出,才能促进公路建设更加高速、持续的发展,同时也在一定程度上降低了公路路面维修成本。
  
  1 公路平面设计
  
  公路路线设计直接影响着路面排水的顺畅,影响公路排水设计的因素也较多,如平面、纵断面以及平纵组合等,在公路设计中应重点考虑这些因素的影响。
  
  1.1 横断面设计
  
  (1)在横断面设计中,为了及时有效地排除路面降水,一般路面做成路拱的形式。路拱坡度大小要根据当地的降水量、气候条件等进行选择,多雨地区适合采用较高的横坡值,通常情况下路拱的横坡值选用范围在1%-2%.对于6/8车道高速公路来讲,在路拱坡度受限的情况下,可以将车道分别设置为双向路拱的方式(如图1),通过中央分隔带以及公路两侧的排水设施,及时将雨水排除路面。
  
  1.2 超高过渡路段
  
  在高速公路设计中,一般对于圆曲线路段(对于小于不设超高值的圆曲线半径)都需要设置超高,这就存在着超高渐变段(指直线段双向路拱坡到圆曲线段单向坡的渐变路段)。在这个渐变的过程中,超高车道会出现一个零坡或接近零坡的路段,由于这种路段坡度较小,极易出现横向排水不畅问题。为了缩短超高渐变过程中排水不畅路段的长度,避免超高渐变段横坡较小的路段边长问题,就需要在路线平面设计中取较大的超高渐变率(在路线设计规范中超高渐变率要大于1/330)。
  
  1.3 土路肩
  
  土路肩对路面排水也很关键,路面上的水最后都要通过土路肩排出路基。因此土路肩的坡度设计一般要大于行车道与硬路基的坡度,以增大雨水在土路肩流出的速度,通常为3%-4%.
  
  2 纵断面设计
  
  在路线设计中,纵断面的设计对排水也很重要,尤其是纵坡设计。一般在横向排水不利的路段,应满足大于0.3%的纵坡,有条件的情况以不小于0.5%为好,特别是在降雨较多的地区,这样才能保证排水的顺畅,同时应核查路线的合成坡度不应小于0.5%,从设计源头解决排水不畅的问题。若纵坡为平坡时,横坡为1%-2%,此时合成坡度也能满足路面排水的要求。而且在纵面设计中,应具体问题具体分析,不应拘泥于一个标准,我国幅员辽阔,南北气候、降雨等自然条件差异很大,因地制宜结合当地条件来采用相应的坡度,既满足排水的需要又能很好的控制工程规模。以江西某高速改扩建工程项目为例,该公路有多处平坡,只有相应地段都采用平坡才能更好地拟合原有高速线形指标,在一定程度上降低了工程造价。将其高速横坡设置为2%,以满足路面排水要求。而对于瞬时降雨较大且多雨的地区,其公路路面受到水损害的风险也相对较大,因此在进行纵坡设计时最好大于0.5%,尽量采用较大值。此外,在凸竖曲线(凹竖曲线)设计过程中,竖曲线大小不适合过大,这样可以缩短竖曲线底部零坡路段长度,防止发生路面积水。
  
  3 平面与纵面的组合设计
  
  平纵面组合设计在路线设计中最重要,且对公路技术人员要求也最高,需要公路技术人员丰富的专业知识和经验的积累,这就要求我们公路设计人员在设计过程中要精益求精,不断核查、修改与完善。一条公路较好的平纵面组合设计不但可以满足驾驶员视觉上的需求,而且还能满足公路路面排水的要求。所以,在平纵面组合设计时应该做到:(1)避免竖曲线的顶点位于S形曲线的公切点上。因为在S形曲线的公切点前后,在超高渐变段,存在一个横坡度较小以及接近零坡的路段,若竖曲线顶点与S形曲线公切点重合,就会导致该路段的合成坡度变得很小,从而使该路段积水问题严重,影响路面排水效果;(2)在设计中力求平曲线与竖曲线相对应,竖曲线要比平曲线短。因为在圆曲线上存在着超高,若想更好的满足公路路面排水要求,就要满足平曲线路段较大的横向坡度,这样组合不仅能满足上述要求,其合成坡度也会很大,从而达到更好的排水效果;若平曲线与竖曲线不能很好的对应,在进行组合设计过程中要避免将竖曲线的顶点与缓和曲线的交融,特别要注意避开超高渐变零坡路段。只有这样才能有效避免在超高过程中出现零坡或横坡较小的路段,影响路面排水。
  
  4 路面内部排水设计
  
  为了从根本上解决路面内部的水损害,排水性路肩逐渐在公路路面排水设计和建设中得到广泛应用。一般路面内部排水指的是路面下渗雨水通过土路肩下的碎石渗沟、沥青封层表面、公路坡面以及横向PVC管排至边沟。随着对公路路面排水重要性的认识,近年来我国很多科研机构和大学对排水性路面及路面内部排水系统进行了深入研究。这种排水性路面大多采用空隙较大的混合料来铺设其基层与面层,这样渗入到路面的降水就可以通过路面内部排水系统(图2)和各透水层之间的空隙排出。路面内部排水系统主要包括排水层、隔离层、多孔水泥碎石基层等几部分构成。
  
  结束语
  
  总而言之,公路路面的使用周期与其排水效果有着密切联系,要想保证公路的稳固就要保持公路路面的干燥。在公路路面排水设计过程中,一定要结合当地的具体情况进行合理布局,综合考虑各种设计方法及影响因素,选择合适的排水方案进行施工。只有合理的公路路面排水设计,才能保证公路路面的排水效果,延长公路的使用寿命,进而发挥其实际功能,为我国经济的发展保驾护航。

  参考文献

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  [2] 孙天垠,钱金涛.对影响公路路面排水设计因素的分析[J].中国新技术新产品,2016,(23):113-114.
  [3] 张建兰,章拓.关于公路路面的排水设计分析[J].江西建材,2015,(14):200-201.

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